Ботаника. Часть 2 : Сравнительная морфология и анатомия высших растений
Покупка
Издательство:
СКФУ
Составитель:
Лиховид Наталья Геннадьевна, Кухарук Максим Юрьевич, Аулова Анна Викторовна, Капустин Андрей Сергеевич
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 143
Дополнительно
Пособие разработано в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и содержит теоретический материал, задания, вопросы для самопроверки, литературу.
Предназначено для студентов 1 курса, обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 Биология.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИCTEPCTBO НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» БОТАНИКА Часть 2 Сравнительная морфология и анатомия высших растений Лабораторный практикум Направление подготовки 06.03.01 Биология Направленность (профиль) «Генетика и молекулярная биология» Квалификация выпускника ‒ бакалавр Ставрополь 2022
УДК 581.4 (075.8) ББК 28.56 я73 Б 86 Печатается по решению редакционно-издательского совета Северо-Кавказского федерального университета Рецензенты: канд. биол. наук, доцент Е. И. Харина (СКФУ), канд. биол. наук Е. В. Пещанская (Ставропольский ботанический сад имени В. В. Скрипчинского, филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ») Б 86 Ботаника. Часть 2 : Сравнительная морфология и анато мия высших растений : лабораторный практикум / авт.сост. : Н. Г. Лиховид, М. Ю. Кухарук, А. В. Аулова, А. С. Капустин. – Ставрополь : Изд-во СКФУ, 2022. – 143 с. Пособие разработано в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и содержит теоретический материал, задания, вопросы для самопроверки, литературу. Предназначено для студентов 1 курса, обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 Биология. УДК 581.4 (075.8) ББК 28.56 я73 Авторы-составители: д-р биол. наук, профессор Н. Г. Лиховид, канд. биол. наук М. Ю. Кухарук, канд. биол. наук, доцент А. В. Аулова, канд. с.-х. наук А. С. Капустин © ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», 2022
СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ................................................................................... 5 РАЗДЕЛ 1. МИКРОПРЕПАРАТЫ И НАУЧНЫЙ РИСУНОК ........ 9 Правила работы с микроскопом ..................................................... 9 Техника изготовления временных микропрепаратов ................ 11 Правила изготовления анатомических срезов ............................ 12 Правила оформления результатов наблюдения в виде рисунка ............................................................................... 13 РАЗДЕЛ 2. СТРОЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ. ОСНОВЫ ГИСТОЛОГИИ РАСТЕНИЙ ........................................... 16 Образовательные ткани ................................................................ 21 Покровные ткани ........................................................................... 23 Механические ткани ..................................................................... 24 Ассимилирующие ткани (хлоренхима) ....................................... 26 Поглощающие ткани ..................................................................... 27 Проводящие ткани (ксилема, флоэма)......................................... 29 Запасающие ткани (запасающая паренхима) .............................. 31 Основные ткани (основная паренхима) ....................................... 32 Секреторные ткани (железистые волоски, смоляные ходы) ..... 33 Вентиляционные ткани (аэренхима)............................................ 35 РАЗДЕЛ 3. РАЗВИТИЕ ПОБЕГА. СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ СТЕБЛЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ ............................. 39 Анатомия стебля высших споровых растений ........................... 44 Строение стеблей моховидных (Bryophyta) ................................ 45 Строение стеблей плауновидных (Lykopodiophyta) ................... 47 Строение стеблей папоротников .................................................. 49 Строение стебля хвощевидных (Equisetophyta) .......................... 51 Анатомия стебля семенных растений .......................................... 52 Анатомическое строение междоузлий двудольных растений .. 56 Строение стеблей двудольных растений в зоне узлов ............... 56 Анатомическое строение междоузлий однодольных растений 60 Особенности строения одревесневших побегов высших растений ......................................................................................... 62 Особенности строения многолетних стеблей и ветвей семенных растений ......................................................................................... 65
РАЗДЕЛ 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ ЛИСТА ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ ......................................................................................... 71 Листоподобные органы моховидных. (Bryophyta) ..................... 73 Строение листьев плауновидных (Lykopodiophyta) ................... 74 Строение листьев хвощевидных (Equisetophyta) ........................ 75 Строение листа папоротника ........................................................ 75 Строение листьев хвойных растений .......................................... 75 Строение листа высших цветковых растений ............................ 77 РАЗДЕЛ 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ КОРНЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ ......................................................................................... 88 Строение корня плауновидных .................................................... 91 Строение корня хвощевидных ..................................................... 92 Строение корня папоротниковидных .......................................... 92 Строение корня голосеменных .................................................... 94 Строение корня цветковых растений .......................................... 94 Апекс корня ................................................................................. 97 Корневой чехлик ......................................................................... 97 Зона роста .................................................................................... 98 Зона поглощения......................................................................... 98 Зона первичного строения корня ................................................. 99 Вторичное строение корня ......................................................... 105 Формирование боковых и придаточных корней ...................... 110 РАЗДЕЛ 6. МОРФОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ЦВЕТКА И СОЦВЕТИЯ ....................................................................................... 112 РАЗДЕЛ 7. АНАТОМИЯ СЕМЕНИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ ..... 117 Семенная кожура ......................................................................... 119 Зародыш ....................................................................................... 123 Запасающие ткани семени .......................................................... 127 Споры высших споровых растений ........................................... 132 Строение семени голосеменных растений ................................ 132 Плоды. Типы плодов ................................................................... 134 Литература ........................................................................................ 140 Приложение 1.................................................................................... 142
ПРЕДИСЛОВИЕ В пособии рассмотрены вопросы организации микроскопиче ских исследований растительных объектов, некоторые приемы изготовления микроскопических препаратов и работы с микроскопом, требования и подходы к выполнению научного рисунка, кроме того, приводятся данные об основных особенностях строения растений на клеточном, тканевом и органном уровнях их организации. Значительное место в работе отводится иллюстративному ма териалу, что дает возможность студенту не только правильно понять изучаемый препарат и скорректировать свой рисунок в альбоме, но и овладеть общими приемами изображения ботанических объектов. На лабораторных занятиях студенты должны максимально использовать самостоятельно приготовленные временные препараты. Однако для экономии времени, а также в связи со спецификой можно пользоваться готовыми постоянными препаратами. Лабораторные работы выполняются каждым студентом. По лученные результаты в виде рисунков, схем и прочего оформляются в альбоме и служат отчетом о проделанной студентом работы на занятии. В альбоме указываются: а) дата работы, б) точное название темы, в) результаты работы ‒ в виде рисунков и соответствующих подписей. На практических занятиях по ботанике студент должен: • освоить работу с микроскопом; • овладеть техникой приготовления временных микропрепа ратов; • знать теоретический материал каждого занятия; • знать латинские названия растений; • оформить полученные результаты в альбом. При изложении материала практикума были учтены известные практические руководства. В практикуме использованы рисунки из учебников, анатомических атласов, практикумов и пособий. Знания и умения, приобретаемые студентом в результате освоения темы, формируемые компетенции или их части: ОПК-1 ‒ способность применять знание биологического раз нообразия и использовать методы наблюдения, идентификации,
классификации, воспроизводства и культивирования живых объектов для решения профессиональных задач. В результате освоения дисциплины обучающийся должен в рамках компетенции знать теоретические основы ботаники, альгологии и миколо гии, использовать их для изучения жизни и свойств живых объектов, их идентификации и культивирования; уметь применять методы наблюдения, классификации, вос производства ботанических объектов в природных и лабораторных условиях; использовать полученные знания для анализа взаимодействий растений различных видов друг с другом, другими организмами и со средой обитания; владеть опытом участия в работах по мониторингу и охране биоресурсов, использования ботанических объектов для анализа качества среды их обитания; понимать роль биологического разнообразия как ведущего фактора устойчивости живых систем и биосферы в целом. ОПК-4 ‒ способность осуществлять мероприятия по охране, использованию, мониторингу и восстановлению биоресурсов, используя знание закономерностей и методов общей и прикладной экологии. В результате освоения дисциплины обучающийся должен в рамках компетенции знать основы взаимодействий растений, грибов и водорослей со средой их обитания, факторы среды и механизмы ответных реакций организмов, принципы популяционной экологии, экологии сообществ; основы организации и устойчивости экосистем и биосферы в целом; уметь использовать в профессиональной деятельности методы анализа и моделирования экологических процессов, антропогенных воздействий на живые системы и экологического прогнозирования; обосновывать экологические принципы рационального природопользования и охраны природы; владеть навыками выявления и прогноза реакции растений, со обществ и экосистем на антропогенные воздействия, определения экологического риска.
ОПК-8 ‒ способность использовать методы сбора, обработки, систематизации и представления полевой и лабораторной информации, применять навыки работы с современным оборудованием, анализировать полученные результаты. В результате освоения дисциплины обучающийся должен в рамках компетенции знать основные типы экспедиционного и лабораторного обо рудования, особенности растительных объектов для исследований, условия его содержания и работы с ним; уметь работать с оборудованием, используемым для изучения растений, водорослей и грибов; работать с микроскопами различных систем; владеть навыками использования современного оборудования в полевых и лабораторных условиях, способностью грамотно обосновать поставленные задачи в контексте современного состояния проблемы. ПК-2 ‒ способность формулировать цели и задачи научных ис следований в области биологии, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач. В результате освоения дисциплины обучающийся должен в рамках компетенции знать источники научной биологической информации, биоло гические базы данных, методы работы с научной информацией; основные теоретические и экспериментальные методы и средства решения задач в области ботаники, альгологии и микологии; уметь формулировать цели и задачи научных исследований в области ботаники, альгологии и микологии, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач; применять полученные теоретические знания о экспериментальных подходах в биологии для решения конкретных экспериментальных задач; владеть навыками выбора теоретических и эксперименталь ных методов исследований; культурой постановки и моделирования биологических задач; навыками грамотной интерпретации результатов опыта и сопоставления с теоретическими данными.
ПК-3 ‒ способность использовать знания о биологическом раз нообразии, эволюции и филогении растений, животных и микроорганизмов в профессиональной деятельности. В результате освоения дисциплины обучающийся должен в рамках компетенции знать особенности анатомии, морфологии, физиологии, эво люции и филогении различных групп растений, водорослей и грибов; уметь планировать и проводить исследования анатомии, мор фологии, физиологии, эволюции и филогении различных групп растений, водорослей и грибов; владеть навыками работы с биологическими объектами, сбора гербария, коллекций грибов и водорослей.
РАЗДЕЛ 1 МИКРОПРЕПАРАТЫ И НАУЧНЫЙ РИСУНОК Цель работы ‒ освоить методику работы с микроскопом, изго товления постоянных и временных микропрепаратов, освоить навыки выполнения научного рисунка. Компетенции, формируемые в результате освоения темы: ОПК-8. Указания по технике безопасности приведены в Приложении 1. Оборудование и материалы: микроскопы световые (40х – 400х); стереомикроскопы; наборы для микроскопирования; красители для ботанических микропрепаратов; глицерин; лезвие и пенопласт; предметные и покровные стекла; объекты исследования (растения и их части, свежие и фиксированные). Задания Освоить работу с микроскопом. Зарисовать устройство сте реомикроскопа в альбоме. Освоить методику приготовления временных и постоянных микропрепаратов. Приготовьте 3 временных и 1 постоянный микропрепарат. Зарисуйте их в альбоме (общий план среза, и подробно – участок каждого микропрепарата). Содержание отчета: альбом с рисунками по теме. Теоретические материалы Правила работы с микроскопом При работе с микроскопом необходимо выполнять операции в следующем порядке: 1. Работайте с микроскопом сидя. 2. Осмотрите микроскоп, протрите линзы, окуляр, зеркало или электрический свет от пыли мягкой тканью. 3. Установите микроскоп перед собой на 2‒3 см от левого края стола. Не перемещайте его во время работы. 4. Полностью откройте диафрагму, поднимите конденсатор в крайнее верхнее положение. 5. Всегда начинайте работать с микроскопом с низким увели чением.
6. Опустите объектив в рабочее положение, т. е. на расстоянии 1 см от предметного стекла. 7. Установите освещение в поле зрения микроскопа с помощью электрического освещения или зеркала. Глядя в окуляр одним глазом и используя зеркало с вогнутой стороной, направьте свет из окна в объектив, а затем осветите поле зрения как можно больше и равномерно. Если микроскоп оснащен осветителем, то подключите микроскоп к источнику питания, включите лампу и установите необходимую яркость. 8. Поместите микропрепарат на сцену так, чтобы исследуемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускайте объектив с помощью макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4‒5 мм. 9. Посмотрите в окуляр одним глазом и поверните винт грубой фокусировки на себя, плавно поднимая объектив в положение, при котором изображение объекта будет четко видно. Когда смотрите в окуляр, не опускайте объектив. Линза может раздавить покровное стекло и вызвать царапины. 10. Перемещая образец вручную, найдите нужное место, поме стите его в центр поля зрения микроскопа. 11. Если изображение не появляется, то необходимо повторить операции пунктов 6, 7, 8, 9. 12. Для изучения объекта при большом увеличении сначала необходимо поместить выбранную область в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем измените объектив на x40, повернув револьверную головку так, чтобы она заняла рабочее положение. Добейтесь хорошего изображения объекта с помощью микрометрического винта. На коробке микрометрического механизма есть две риски, а на микрометрическом винте есть точка, которая всегда должна находиться между рисками. Если он выходит за их пределы, его необходимо вернуть в нормальное положение. Если это правило не соблюдается, микрометрический винт может перестать работать. 13. По окончании работы с большим увеличением установите низкое увеличение, поднимите объектив, снимите препарат с рабочего стола, протрите все части микроскопа чистой салфеткой, накройте его полиэтиленовым чехлом и поставьте в шкаф.